基于PLC的旋风袋式除尘器自控系统设计

来源:用户上传      作者: 赵永飞

　　摘要:本文针对在国内工业除尘环保设备常用的旋风袋式除尘器,以S7-200 PLC作为整个电气控制的核心。系统设计中采用了TD200文本显示终端,使参数的修改与显示既方便使用也方便维护管理。
　　Abstract: This paper aims at the cyclone and bag dust collector which are extensively applied to dust collectors and environmental protection facilities in the domestic industry and adopts S7-200 PLC as the core of the entire electrical control system. The display terminals of the format of text,
　　TD200, was used in the system design to facilitate the parameters modify and display user-friendly, with convenient maintain and manage.
　　关键词:旋风袋式除尘器 PLC TD200
　　Key words: Cyclone and bag dust collector PLC TD200
　　
　　一、引言
　　当前,颗粒污染物的控制是我国大气污染控制的重点,也是工业废气治理的重点。在“九五”期间,全国主要污染物排放总量控制计划中,大气污染物共三项,颗粒物占了两项(烟尘及工业粉尘),因此除尘装置的研究与设计是必要而且必须的。
　　旋风袋式除尘器是一种干式高效除尘器,含尘气体进入除尘器灰斗后,由于气流断面突然扩大及气流分布板作用,气流中一部分粗大颗粒在动和惯性力作用下沉降在灰斗;粒度细、密度小的尘粒进入滤尘室后,通过布朗扩散和筛滤等组合效应,使粉尘沉积在滤料表面上,净化后的气体进入净气室由排气管经风机排出。其作用原理是含尘气体在通过旋风装置时,由于风力减缓,较大粉尘因重力而下沉,轻微粉粒则受气体分子冲击不断改变着运动方向,由于纤维间的空隙小于气体分子布朗运动的自由路径,尘粒便与纤维碰撞接触而被分离出来,再利用清灰设备将滤布上的粉尘抖到灰仓。该装置的特点是控制每一个电磁脉冲阀并准确地执行滤袋喷吹清扫的程序,执行循环时间可任意调节。随着积附在滤袋的粉尘不断增加,到达一定的程度后就要清除积附的滤袋上的粉尘。清灰是顺序触发各电磁脉冲阀,使加压气包内的压缩空气由管孔进入滤袋,使滤袋在一瞬间急剧抖动并伴随着气流的反作用,抖落粉尘,被抖落的粉尘落进灰仓,间隔一定时间清理一次灰仓。除尘效率高且稳定,且造价较低,管理简单、维修方便。
　　旋风袋式除尘器具有以高速旋转气流产生离心力的作用,预先分离较大颗粒粉尘,再经滤袋过滤的双重净化过程。是旋风分离和袋式过滤双作用的组合式固气分离装置,综合两类分离性能的优点,科学的集离心分离和机械过滤为一体,不仅克服了传统旋风分离器难以分离10um以下细微粉粒的局限,同时也有效的解决了普通袋式除尘器不宜处理高粉尘负荷混合气流的难题,因而得到了广泛的应用。
　　本项目的主要研究目的就是设计与工艺上先进可靠的中小型旋风袋式除尘器相配套的电气自动控制系统,以西门子S7-200系列可编程控制器(PLC)为核心,应用人机界面(HMI)技术等先进的工业控制技术,以保证系统的最优运转,实现最佳的效率,具有很好的可靠性和性价比。该项目的研制成功不仅会为社会创造巨大的经济价值,而且将会产生巨大的社会效益。
　　二、系统功能结构
　　旋风袋式除尘器控制系统按照除尘器的工作原理及其功能可以分为四个部分。
　　⑴ 风机控制模块
　　风机控制模块完成含尘气体抽送风机的启停和运行控制,可以通过控制面板控制风机启停,并且具有状态显示和启动失败报警的功能。由于风机采用180kW电机带动,基于成本及适用性考虑选用自耦变压器降压启动方式,由单独定时继电器控制切换。因为自藕变压器体积较大,加上电流、电压的检测装置等设备,所以风机启动单独设置启动柜。
　　⑵ 卸灰控制模块
　　卸灰控制模块控制旋风和袋式两个灰仓的卸灰阀,共四台电机,每个灰仓有两台,一台带动螺旋输送机,一台带动星形卸灰阀。系统配有手动/自动选择开关,可以根据现场设备需要进行手动控制,也可以采用定时器实现定时卸灰。在程序设计中,四台电机可以同步运行,也可以异步运行。系统的电机保护功能包括短路保护、过载保护、欠压保护、失压保护等,提高了设备工作的可靠性和安全性。
　　⑶ 清灰控制模块
　　清灰控制模块主要是控制沿滤袋分布的10个脉冲电磁阀对滤袋进行压缩空气喷吹。清灰控制系统电磁阀有三种不同的工作方式:压差控制模式,即当压差传感器检测的内外侧压差达到一定的预设值后,驱动脉冲电磁阀动作;定时器控制模式,即利用PLC自带的定时器定时,在预设的时间内如果压差控制没有动作,可认为压差控制出错,此时,强制脉冲电磁阀动作于喷吹一次;手动控制模式,这个模式下可以由操作人员根据现场设备的需要进行手动控制电磁阀动作。
　　⑷ 参数的显示与修改模块
　　参数的修改与显示既方便使用也方便维护管理。通过它的设置模式可以在线修改运行参数,如:清灰定时器的初值、脉冲电磁阀喷吹持续时间、每个脉冲电磁阀之间的间隔时间、卸灰定时器的初值等等;在正常运行模式下能够根据要求显示PLC当前的运行参数。
　　三、结论
　　系统在设计时采用了高可靠性的硬件电路和模块化设计,使系统具有了优异的工作性能。现场测试和用户使用情况表明,具有较高的实用价值和广阔的市场前景。
　　参考文献:
　　[1] 廖常初.S7-300/400 PLC应用技术[M].北京:机械工业出版社,2005
　　[2] 阳宪惠.工业数据通信与控制网络[M].北京:清华大学出版社,2003

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